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关键词： 卫星图像   神经网络   多特征融合   回归模型  

摘要： 卫星图像中城市高层建筑街区形态的自动分析对城市规划和研究的自动化起着重要作用。高层建筑街区形态一般包括居民区建筑群落和商业区建筑群落。本课题的主要研究包括两个方面,一是高层建筑街区,即高层建筑群落的自动检测与分类,二是高层建筑高度参数的预测。由于目前做该研究的较少,因此,本课题的所有数据均由本人标注,并通过专家审核。之前对光学卫星图像中高层建筑的检测还依赖于人工。本课题假设高层建筑群落可以作为一个目标进行检测,提出一种基于神经网络的高层建筑群落检测方法。该方法分为三步:首先对高层建筑群落和建筑阴影分别进行检测,然后通过两者的检测结果使用目标筛选的方法,得到最终的高层建筑群落检测结果。该方法只需光学卫星图像,而不用结合其它数据,减少了额外成本消耗。实验结果表明,本课题提出的方法在检测光学卫星图像中的高层建筑群落的结果Precision为0.96,Recall为0.79,F1 Score为0.87。该方法也证实了高层建筑群落可以作为光学卫星图像中的一个目标进行检测,并且能区别于其它低矮建筑。上述方法对于不同城市、不同时间获取的卫星图像检测效果有限。针对该问题,本课题提出基于神经网络的多特征融合的高层建筑群落自动检测方法。该方法首先通过两个不同的神经网络分别提取高层建筑群落的特征,然后使用另两个神经网络对提取的特征进行融合并得到初步检测结果,最后通过一个简单筛选方法得出最终的检测结果。该方法的特点在于对特征的提取与结合都是自动的,不同于前一个方法需要人工干预,这有利于实现分析的自动化。通过评估该方法在15张不同城市的高分辨光学卫星图像中检测高层建筑群落的效果,平均Precision为0.79,Recall为0.77,F1 Score为0.78。该方法也证实了不同城市的卫星图像中,高层建筑群落具有相似特征。之前的研究对高度参数的获取依赖固定公式的手工计算。本课题假设高层建筑的高度可以通过自动提取光学卫星图像中的特征预测得到。因此,本课题提出结合目标检测任务与回归预测的多任务神经网络方法预测光学卫星图像中高层建筑的高度参数。该方法对单个高层建筑提取特征,检测图像中单个建筑区域,同时通过全连接层预测高度参数。通过评估,该方法能准确检测到建筑区域,并较为准确的预测高度值。本课题的两个研究方向为高层建筑街区形态分析的自动化提供了一定程度的理论借鉴和实际的实验数据支撑。增加数据量和改进神经网络结构可以提高自动检测准确度。

关键词： 伸缩缝锚固区   病害损伤分析   聚氨酯混凝土   粘结性能试验   有限单元法  

摘要： 桥梁伸缩缝是公路桥梁结构中重要的组成部分。随着桥梁通行交通量的增长和重载车辆的增多,桥梁伸缩缝锚固区频繁出现开裂、破损、露筋等病害,严重影响了桥梁的结构安全和行车舒适性。针对目前伸缩缝锚固区材料易出现损伤、易与相连部件脱粘的情况,本文从桥梁伸缩缝病害的调查分析入手,提出了聚氨酯混凝土新型伸缩缝锚固区材料的制备方法并对其进行了配合比设计;随后通过室内试验探究了聚氨酯混凝土的抗压、轴拉、抗弯、粘结等力学性能;并以单缝式型钢伸缩缝为例,对聚氨酯混凝土伸缩缝锚固区进行了有限元分析;最后进行了聚氨酯混凝土伸缩缝锚固区的实桥应用试验,验证了这一新型材料的工程适用性和可行性。本文主要研究内容和成果如下:（1）统计分析了位于黑龙江省和吉林省内的871座公路桥梁的伸缩缝病害情况,分析了伸缩缝病害的破坏机理及主要成因。结果表明,锚固区混凝土出现病害的比例最高,为68.3%;桥梁车行道宽度越小其伸缩缝出现病害的比例越高;单孔跨径小于20m的桥梁其伸缩缝更容易出现病害。（2）根据双组份聚氨酯聚合反应机理,提出了聚氨酯混凝土的完整制备流程;以胶骨比、水泥掺量比、骨料级配为控制因子,通过正交试验确定了聚氨酯混凝土的最佳配合比为组合聚醚:多异氰酸酯:水泥:骨料=1:1:2:10;20%胶骨比的聚氨酯混凝土的内部结构更为密实,聚氨酯胶凝材料对骨料的包覆效果更好。（3）通过抗压、轴拉试验提出了聚氨酯混凝土的本构关系模型,弹性模量为3032MPa,泊松比为0.27;通过弯拉试验测试了聚氨酯混凝土的弯拉强度为11.27MPa,并对其抗弯性能进行了优化设计,最优增强方案为20mm×20mm网格密度、80mm网格宽度的单层碳纤维网格,使弯拉强度提高了47.6%;通过钢筋拉拔试验探究了聚氨酯混凝土与钢筋之间的粘结性能,试验结果表明随钢筋直径和粘结锚固长度的增大,其极限粘结强度也随之增大。（4）通过粘结劈拉、直剪粘结以及斜剪粘结试验,探究了界面粗糙度和温度对聚氨酯混凝土与水泥混凝土的粘结性能的影响。试验结果表明,增大界面粗糙度可以显著提高二者间的界面粘结强度,并且界面经过处理的试件其粘结性能具有较好的温度稳定性,在-40°C～40°C范围内,界面粘结强度未随温度变化而降低。（5）通过ABAQUS对聚氨酯混凝土伸缩缝锚固区在移动荷载作用下的应力和位移进行了分析,并对比了不同锚固区材料、不同轮载对其受力性能的影响,结果表明聚氨酯混凝土的最大主应力更小,竖向位移值更大,更适宜作为伸缩缝锚固区的材料;最后依托某桥梁的伸缩缝维修工程,进行了聚氨酯混凝土伸缩缝锚固区的修补应用试验,在定期观察研究后发现聚氨酯混凝土表面未有裂缝出现,同时和相连部件保持着较好的粘结效果。锚固区混凝土是伸缩缝结构中最易发生损伤的构件,聚氨酯混凝土伸缩缝锚固区材料具有优异的抗弯性能、粘结性能,能有效提高伸缩缝锚固区的工作性能,减少锚固区病害的发生,延长其使用寿命。本文研究成果将为聚氨酯混凝土伸缩缝锚固区的设计以及工程应用提供理论依据和参考。

关键词： 苏南近代建筑立面   图底关系   设计特征   变化  

摘要： 苏南近代建筑作为苏南地区社会、文化、经济发展的物质载体,反映了苏南地区近代的艺术审美和建造工艺,亦是苏南近代化历程的一个缩影。本文以苏南地区的近代建筑立面为主要研究对象,通过多次实地调研测绘和搜集大量的文献资料,绘制了部分一手的建筑立面图纸和历史资料,运用建筑形态学、类型学、格式塔心理学等相关理论方法,对苏南近代建筑立面的风格特征、图底关系及其设计特征进行分析总结,并探寻近代建筑立面变化趋势的动因。本文首先对苏南近代建筑的发展概况展开分析,从苏南近代建筑的产生背景、发展阶段、分布现状等方面进行了详细的梳理,并能反映近代时期苏南的建筑发展、文化融合、社会经济和审美趋向等。通过对苏南地区近代建筑立面风格的分析研究,将苏南近代建筑功能类型主要分为居住建筑、工商建筑、公共建筑三类,同时将立面风格分为传统建筑、中西合璧建筑、现代主义建筑三大类建筑风格,对近代建筑立面进行分类梳理和归纳,研究发现三种建筑风格的变化正契合与近代时期中西文化融合的历程,建筑立面也是最直接能够传达建筑风格、功能类型的物质体现。结合视知觉理论分析了苏南近代建筑立面的图底关系特征,运用“图形”与“背景”原则分析了建筑立面与环境(整体)和立面本体(局部)两个层面的视觉中心。并分析了主次层级、横纵方向接近性组织原则和多样统一、规律固定的相似性组织原则如何运用在近代三类建筑立面中,总结了建筑立面风格构成的视知觉组织形式。基于立面的图底关系分析其设计特征,归纳出立面的比例尺度逐渐增大,构图形式由线性转向体块化;立面的虚实关系呈封闭向开放均衡转变的趋势;材料质感、肌理形式、色彩表现均呈现不同的丰富形式;屋顶、墙体、廊柱、门窗等主要立面要素的变化特征。最后基于前文立面图底关系的研究结果,对比归纳了视觉层次的识别性、体量构图的丰富性、开合虚实的功能性等立面图底关系的主要变化特征。同时从社会文化、建造理念、技术材料三个方面分析了苏南近代建筑立面的图底关系及设计特征变化的内在动因,正是由近代社会变革、建筑师和大众思维的转变、技术材料的更新优化才促成了近代建筑立面的变化趋势。苏南地区的近代建筑是近代中西文化融合的物质载体,反映了这一时期人们的经济文化水平和技术发展,并且折射出苏南地区的文化内涵和建筑艺术价值。本文希望通过对苏南地区近代建筑立面的图底关系及其设计特征的研究,可以为苏南近代建筑原真性的保护修缮提供参考。

摘要： 秩序是设计的基本元素也是立面韵律形成的关键所在，同时也是美术设计与建筑立面设计中重要的一部分。秩序来自于比例的构成，会结合相应的点线面之间的构图肌理进行立面的设计与生成。建筑立面的设计离不开秩序与构图之间的结合，同时这些构图美学反应在建筑立面设计中会形成视觉化的肌理与图案，这也是立面设计中的重点。因此建筑立面的设计需要构图与秩序的美学。

摘要： 本刊讯住房和城乡建设部近日发布通知，要求引导建筑企业逐步建立建筑工人用工分类管理制度，并将技能水平与薪酬挂钩，实现技高者多得、多劳者多得。通知要求，各地住房和城乡建设主管部门要统筹房屋市政工程建设领域行业特点和农民工个体差异等因素，针对建筑施工多为重体力劳动、对人员健康条件和身体状况要求较高等特点，强化岗位指引，引导建筑企业逐步建立建筑工人用工分类管理制度。

摘要： 根据国家有关要求，老旧小区改造主要针对20世纪建设、公共设施落后、影响居民基本生活、居民改造意愿非常强烈的住宅老小区。老小区改造前期，结构鉴定单位对房屋进行了结构鉴定，从鉴定报告中发现，房屋主体结构安全基本符合使用要求，但是悬挑板式阳台存在严重的结构安全隐患。对居民进行安全宣讲，居民同意对悬挑板式阳台进行加固。本文从悬挑板式阳台的定义到加固的必要性，再阐述一下各种加固方案的优缺点。以新运路8号老小区为例，具体探讨了悬挑板式阳台加固的实际应用。

关键词： 城市住宅   阳台   更新改造  

摘要： 从1949年新中国成立到新时代的今天,政治、经济、科技飞速发展。北京人口大量增加,住宅建设更是取得了惊人的成绩。时代变迁,人们对居住环境不断提出更多维度的需求。阳台半开放的空间属性使其成为住宅空间最活跃的元素,人们对其改造利用也最为多样。纵观阳台的发展变化,某种程度上反映了人们生活方式、规范标准与建设理念的变化。目前有关阳台的研究多数聚焦于设计和技术问题,以改造优化、造型设计、节能设计等方向为主。本研究以北京住宅阳台为研究对象,基于北京市的住宅发展变化,结合文献研究与案例调研,在时间维度上从政策规范、开发建设、设计方式、住户使用等角度出发认识阳台在不同时期的功能关系、空间关系、实体关系和建筑形式等。通过归纳分析力图对阳台形成新的认知,为存量时代的住宅更新、住宅建设提供有益的参考。本文首先通过对阳台定义的解读、对阳台构成的解构、对古今中外阳台起源和历史演变的梳理,从规范、功能、空间等不同视角对阳台概念进行剖析。并对早期集合住宅阳台的发展做了简要介绍。随后本文聚焦北京地区,在对北京住宅建筑发展的政策、时代背景、建设情况等进行解析的基础上,将北京地区住宅阳台发展分为“计划经济时期”、“市场经济时期”、“商品房时期”、“住房政策优化调整时期”四个阶段。通过对各个时期不同视角下阳台功能关系、空间关系、实体关系和建筑形式的梳理,探究北京住宅阳台发展脉络,总结各时期阳台设计的局限性并纵向比较各时期阳台设计的变化,力图对阳台形成新的认知。最后结合实际改造经验,对未来北京住宅阳台发展提出建议和展望。

关键词： 污染场地   竖向阻隔墙   渗漏   高密度电法   示踪剂法   数值模拟   室内模型试验   工程实例  

摘要： 防渗阻隔系统是污染场地风险管控的主要手段,一旦发生破损,污染物就会泄漏到周围土层中污染土壤和地下水,危及生态环境安全。竖向阻隔墙是目前应用最为广泛的防渗技术之一,但其可能因施工不当、污染物腐蚀、土工膜破损、底部接触不良等原因造成渗漏,如何检测竖向阻隔墙渗漏是目前污染场地防治中的一个关键问题。本文以国家自然科学基金项目(41877240;41672280)和国家重点研发计划项目(2018YFC1802300)为依托。首先分析污染场地竖向阻隔墙渗漏探测的地球物理方法应用前提,提出一种以高密度电阻率法(Electrical Resistivity Tomography,简称ERT)为基础,温度示踪法、氯离子示踪法、钻孔取样测量真实电阻率为辅助手段的联合诊断技术,对污染场地不同渗漏工况进行ERT法数值模拟研究,基于模拟结果进行室内小尺度模型试验研究,基于数值模拟和室内试验所得规律选取两个典型污染场地进行工程案例研究。论文主要取得了以下研究成果:(1)通过正反演数值模拟研究了竖向阻隔墙外土体在不同渗漏情况下的视电阻率分布规律及ERT法对不同渗漏情况的测量反演效果。数值模拟主要考虑了不同污染羽大小、不同污染浓度、不同渗漏形态、不同渗漏点埋深几种渗漏工况。数值模拟结果证明污染羽尺寸越大、污染羽和周围介质电阻率差异越大,探测分辨率越高;ERT法对于块状与横向的无机污染羽探测效果较好,对块状和竖向的有机污染羽探测结果较好;ERT法对埋深较浅的污染羽探测效果较好,当污染羽位于地表土与均质砂土的分界处时,ERT法探测效果较好。数值模拟研究结果为后续的室内小尺度模型试验和工程案例研究提供理论基础。(2)根据污染场地竖向阻隔墙渗漏检测试验要求,设计制作室内小尺度模型试验装置,模型试验装置包括污染物运移系统和数据采集系统两部分。小尺度模型试验装置可实现电阻率剖面图、温度场、氯离子浓度场、土体真实电阻率等参数的测量;对高密度电法仪器进行改装,自制小尺度电极、电缆和接头,使改装后仪器满足室内小尺度模型试验要求。(3)通过室内小尺度模型试验研究了ERT法对竖向阻隔墙无机污染物点状渗漏、无机污染物点状和竖向渗漏、有机污染物横向渗漏几种情况的探测效果。试验结果证明ERT法不同时刻的电阻率剖面图较为准确的反映了不同渗漏工况下的渗漏点位置、污染羽浓度、污染物迁移途径等信息。在多种渗漏形态组合情况下,渗漏点面积越大,ERT法对该点探测效果越明显;ERT法可准确识别出轻质非水相有机污染物渗漏后向土体表层迁移的过程;ERT测线距离竖向阻隔墙越近,探测分辨率越高。(4)基于室内小尺度模型试验通过温度示踪法、氯离子示踪法和取样测量真实电阻率法对ERT法的探测效果作进一步验证和联合诊断。试验结果表明:加入热示踪后,距离渗漏点较近的测温点温度响应速度更快,温度变化幅度越大;加入盐示踪后,渗漏点附近氯离子浓度快速上升至高点后缓慢降低最终趋于平稳;温度示踪和氯离子示踪结果与ERT法测量得到的渗漏点位置与污染物迁移规律相同,证明温度示踪法和氯离子示踪法对ERT测量结果起到了良好的补充验证效果;土体取样得到的真实电阻率值证明ERT法测量出的电阻率值较为可靠。(5)基于数值模拟和室内小尺度模型试验的结果,选取复合污染场地、有机污染场地两种典型污染场地阻隔墙进行ERT法完整性评估研究。实际工程现场探测结果显示,ERT法对地下的低阻或高阻异常有良好的响应,部分电阻异常区域与前期地勘报告结果相吻合,后续可根据其他方法监测结果对竖向阻隔墙的完整性进一步判定。垂直于竖向阻隔墙布设的ERT测线证明竖向阻隔墙起到了阻隔污染物的效果。